為了提高設(shè)備性能,石墨換熱器用材可用涂敷法、覆蓋法和混入法強(qiáng)化處理。例如石墨管采用碳纖維纏繞法可使其強(qiáng)度大幅提升。
(1)石墨管涂敷法涂敷法是在石墨材料表面涂敷耐磨陶瓷氧化物,從而提高材質(zhì)的耐磨蝕性,適宜于介質(zhì)流速快、固體含量大的工況。當(dāng)管殼式石墨換熱器用于處理含有較多固體顆粒或流速較快而存在磨蝕危險的條件時,可以在管板的進(jìn)料側(cè)涂敷這種涂層,實(shí)踐證明其*[3]。
(2)石墨管覆蓋法覆蓋法是利用樹脂浸漬碳纖維束來覆蓋浸漬石墨板的上、下兩個表面達(dá)到增強(qiáng)的目的。結(jié)果表明,經(jīng)該法增強(qiáng)的石墨板與未增強(qiáng)的普通石墨板比較,前者抗彎強(qiáng)度比后者提高40%,這樣增強(qiáng)的浸漬石墨可避免換熱器運(yùn)行中石墨板材因受固體顆粒介質(zhì)的沖刷而損傷(如磷酸中因CaSO4引起的磨蝕現(xiàn)象)。
(3)石墨管混入法混入法是將碳纖維混入石墨材料中再壓制成型,可使材料斷裂強(qiáng)度提高1.5~2倍抗磨蝕性提高4~5倍。石墨換熱器用增強(qiáng)石墨管是先將碳纖維束浸入樹脂或樹脂溶液,然后纏繞在石墨管的外表面。纏繞以后,把管子加熱到120~180℃,使樹脂固化而形成堅固的傳力橋。這種增強(qiáng)石墨管即使在負(fù)載驟減和應(yīng)力波動時,也能保持其增強(qiáng)效果。采用這種增強(qiáng)石墨管也可使管板與石墨管之間的粘接強(qiáng)度得到提高,石墨管的破壞壓力增加了30%~40%。由此裝配成的管殼式換熱器在強(qiáng)烈機(jī)械應(yīng)力或熱應(yīng)力下,或有固體顆粒介質(zhì)的惡劣環(huán)境中亦能穩(wěn)定運(yùn)行。